CN110426237A - 一种土木工程用取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种土木工程用取样装置，包括底座，底座上相对的设有两个提升机，提升机之间水平的设有提升板，提升板上可转动的设有回转平台，回转平台的外壁上设有第一齿条，第一齿条与固定在第一电机上的第一齿轮相啮合，第一电机固定在提升板上，第一电机驱动回转平台进行转动；回转平台上设有第一液压缸，第一液压缸的推杆穿过提升板与取样机构固定连接，取样机构用于对土壤钻孔并采集土样；本发明操作简便、避免了人工操作，能够对各种深度的土层进行采样操作。

Description

一种土木工程用取样装置

技术领域

本发明涉及一种取样装置，具体涉及一种土木工程用取样装置。

背景技术

土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称，它既指所应用的材料、设备、所进行的勘测、设计、施工、保养和维修等技术活动，也指工程建设的对象，即建造在地上或地下、陆上或水中，直接或间接为人类生活、生产、军事和科研服务的各种工程设施，例如房屋、道路、铁路、管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水排水以及防护工程等，土木工程是指除房屋建筑以外，为新建、改建或扩建各类工程的建筑物、构筑物和相关配套设施等所进行的勘察、规划、设计、施工、安装和维护等各项技术工作及其完成的工程实体。

在土木工程项目之中，工程地质勘探是不可缺少的，在进行工程地质勘探和勘察工作中，为了求得地基土的物理力学性能指标，目前除了原位测试外，主要还是采用钻探取样后进行室内土工实验这一手段，要取得接近天然结构的原状土样，关键在于提高取样技术和使用先进的取土器。

取土器的种类有很多，目前使用最为广泛的当属取土环刀，在使用环刀取土时，常常大范围破开土层，进行土壤的采集，对土层造成巨大破坏，环刀只具备单一的取土功能，不能根据土层深度进行精确的采样，为此，我们提出一种土木工程用快速取土装置。

发明内容

本发明针对上述问题提出了一种土木工程用取样装置，操作简便、避免了人工操作，能够对各种深度的土层进行采样操作。

具体的技术方案如下：

一种土木工程用取样装置，包括底座，底座上相对的设有两个提升机，提升机之间水平的设有提升板，提升板上可转动的设有回转平台，回转平台的外壁上设有第一齿条，第一齿条与固定在第一电机上的第一齿轮相啮合，第一电机固定在提升板上，第一电机驱动回转平台进行转动；

回转平台上设有第一液压缸，第一液压缸的推杆穿过提升板与取样机构固定连接，取样机构用于对土壤钻孔并采集土样。

进一步的，取样机构包括取样机构壳体，第一液压缸的推杆固定在取样机构壳体的顶部；取样机构壳体中设有调节腔，调节腔的下方设有底部开口的取样槽；

取样槽的底部设有钻头，钻头的顶部设有插接槽，取样槽的底壁可插入钻头顶部的插接槽中、使取样槽处于封闭状态；

钻头的顶部设有第一连接杆，取样槽中设有第二电机，第二电机的输出轴通过轴套与第一连接杆可转动的连接成型；

第二电机设置在电机固定腔中，电机固定腔间隙配合的设置在取样槽中，电机固定腔的顶部设有第二连接杆，第二连接杆插入调节腔中；

第二连接杆的其中相对的两个外壁上分别设有一组第二齿条，两组第二齿条分别与设置在调节腔底部的两个第二齿轮相啮合，第二齿轮通过第三电机驱动转动，第三电机控制第二齿轮转动、从而使第二连接杆进行上下移动，带动钻头进行上下移动；

钻头和取样机构壳体的外壁上均设有螺旋叶片。

进一步的，取样槽和调节腔均为圆柱体结构。

进一步的，第一连接杆上设有限位组件；限位组件包括垂直固定在第一连接杆上的限位板，限位板的外侧壁上垂直的设有一圈刮板，刮板与取样槽的内壁之间设有间隙，间隙厚度为0.2-1cm。

进一步的，钻头的顶部为上小下大的圆台形结构。

进一步的，调节腔中水平的设有定位板，定位板位于第二齿轮的上方。

进一步的，取样装置还包括样品收集箱。

进一步的，样品收集箱包括箱体，箱体的底部设有万向轮，箱体的顶部设有进样口，箱体的外壁上可上下移动的设有导向槽，取样装置可下上而下的插入导向槽中。

进一步的，取样装置的取样方法为：

1)将取样装置移动至需要取样的区域；

2)通过提升机控制取样机构整体向下移动、装置钻头与土壤表层相接触；

3)通过第一电机驱动回转平台移动、从而使取样机构旋转，取样机构旋转的过程中、提升机控制取样机构继续向下移动至所需取样的土层深度；

4)第一电机停止旋转，提升机停止工作；

5)第二电机驱动钻头旋转、同时第三电机驱动钻头向下挖掘，直至限位组件移动至取样槽的开口处，挖掘过程中产生的土壤堆积在钻头上方；

6)第一液压缸推动取样机构壳体向下移动，同时第三电机控制钻头向上移动，从而将土壤转移至取样槽中；

7)将取样机构向上移动至土壤表面的上方，将样品收集箱移动至取样机构的下方；

8)向上提升导向槽，使取样机构插入导向槽中，通过第三电机驱动钻头向下移动，土壤自进样口转移进入箱体中。

本发明的有益效果为：

本发明操作简便、避免了人工操作，能够对各种深度的土层进行采样操作，提高了取样操作的准备性。

附图说明

图1为本发明挖掘状态时的剖视图；

图2为本发明取样状态时的剖视图；

图3为本发明样品转移状态时的剖视图；

图4为取样机构剖视图；

图5为图3中A部分放大图。

附图标记

底座1、提升机2、提升板3、回转平台4、第一电机5、第一齿轮6、第一液压缸7、取样机构8、样品收集箱9；

取样机构壳体801、调节腔802、取样槽803、钻头804、插接槽805、第一连接杆806、第二电机807、电机固定腔808、第二连接杆809、第二齿轮810、螺旋叶片811、限位组件812、限位板813、刮板814、定位板815；

箱体901、万向轮902、进样口903、导向槽904。

具体实施方式

为使本发明的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本发明进行进一步描述，任何对本发明技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本发明保护范围。

如图所示一种土木工程用取样装置，包括底座1，底座上相对的设有两个提升机2，提升机之间水平的设有提升板3，提升板上可转动的设有回转平台4，回转平台的外壁上设有第一齿条，第一齿条与固定在第一电机5上的第一齿轮6相啮合，第一电机固定在提升板上，第一电机驱动回转平台进行转动；

回转平台上设有第一液压缸7，第一液压缸的推杆穿过提升板与取样机构8固定连接，取样机构用于对土壤钻孔并采集土样。

进一步的，取样机构包括取样机构壳体801，第一液压缸的推杆固定在取样机构壳体的顶部；取样机构壳体中设有调节腔802，调节腔的下方设有底部开口的取样槽803；

取样槽的底部设有钻头804，钻头的顶部设有插接槽805，取样槽的底壁可插入钻头顶部的插接槽中、使取样槽处于封闭状态；

钻头的顶部设有第一连接杆806，取样槽中设有第二电机807，第二电机的输出轴通过轴套与第一连接杆可转动的连接成型；

第二电机设置在电机固定腔808中，电机固定腔间隙配合的设置在取样槽中，电机固定腔的顶部设有第二连接杆809，第二连接杆插入调节腔中；

第二连接杆的其中相对的两个外壁上分别设有一组第二齿条，两组第二齿条分别与设置在调节腔底部的两个第二齿轮810相啮合，第二齿轮通过第三电机驱动转动，第三电机控制第二齿轮转动、从而使第二连接杆进行上下移动，带动钻头进行上下移动；

钻头和取样机构壳体的外壁上均设有螺旋叶片811。

进一步的，取样槽和调节腔均为圆柱体结构。

进一步的，第一连接杆上设有限位组件812；限位组件包括垂直固定在第一连接杆上的限位板813，限位板的外侧壁上垂直的设有一圈刮板814，刮板与取样槽的内壁之间设有间隙，间隙厚度为0.2-1cm。

进一步的，钻头的顶部为上小下大的圆台形结构。

进一步的，调节腔中水平的设有定位板815，定位板位于第二齿轮的上方。

进一步的，取样装置还包括样品收集箱9。

进一步的，样品收集箱包括箱体901，箱体的底部设有万向轮902，箱体的顶部设有进样口903，箱体的外壁上可上下移动的设有导向槽904，取样装置可下上而下的插入导向槽中，导向槽与箱体过盈配合的加以固定连接。

进一步的，取样装置的取样方法为：

1)将取样装置移动至需要取样的区域；

2)通过提升机控制取样机构整体向下移动、装置钻头与土壤表层相接触；

3)如图1所示，通过第一电机驱动回转平台移动、从而使取样机构旋转，取样机构旋转的过程中、提升机控制取样机构继续向下挖掘至所需取样的土层深度；

4)第一电机停止旋转，提升机停止工作；

5)如图2所示，第二电机驱动钻头旋转、同时第三电机驱动钻头向下挖掘，直至限位组件移动至取样槽的开口处，挖掘过程中产生的土壤堆积在钻头上方；

6)第一液压缸推动取样机构壳体向下移动，同时第三电机控制钻头向上移动，从而将土壤转移至取样槽中；

7)将取样机构向上移动至土壤表面的上方，将样品收集箱移动至取样机构的下方；

8)如图3所示，向上提升导向槽，使取样机构插入导向槽中，通过第三电机驱动钻头向下移动，土壤自进样口转移进入箱体中。

Claims (9)

1.一种土木工程用取样装置，其特征为，包括底座，底座上相对的设有两个提升机，提升机之间水平的设有提升板，提升板上可转动的设有回转平台，回转平台的外壁上设有第一齿条，第一齿条与固定在第一电机上的第一齿轮相啮合，第一电机固定在提升板上，第一电机驱动回转平台进行转动；

回转平台上设有第一液压缸，第一液压缸的推杆穿过提升板与取样机构固定连接，取样机构用于对土壤钻孔并采集土样。

2.如权利要求1所述的一种土木工程用取样装置，其特征为，取样机构包括取样机构壳体，第一液压缸的推杆固定在取样机构壳体的顶部；取样机构壳体中设有调节腔，调节腔的下方设有底部开口的取样槽；

取样槽的底部设有钻头，钻头的顶部设有插接槽，取样槽的底壁可插入钻头顶部的插接槽中、使取样槽处于封闭状态；

钻头的顶部设有第一连接杆，取样槽中设有第二电机，第二电机的输出轴通过轴套与第一连接杆可转动的连接成型；

第二电机设置在电机固定腔中，电机固定腔间隙配合的设置在取样槽中，电机固定腔的顶部设有第二连接杆，第二连接杆插入调节腔中；

第二连接杆的其中相对的两个外壁上分别设有一组第二齿条，两组第二齿条分别与设置在调节腔底部的两个第二齿轮相啮合，第二齿轮通过第三电机驱动转动，第三电机控制第二齿轮转动、从而使第二连接杆进行上下移动，带动钻头进行上下移动；

钻头和取样机构壳体的外壁上均设有螺旋叶片。

3.如权利要求2所述的一种土木工程用取样装置，其特征为，取样槽和调节腔均为圆柱体结构。

4.如权利要求3所述的一种土木工程用取样装置，其特征为，第一连接杆上设有限位组件；限位组件包括垂直固定在第一连接杆上的限位板，限位板的外侧壁上垂直的设有一圈刮板，刮板与取样槽的内壁之间设有间隙，间隙厚度为0.2-1cm。

5.如权利要求2、3或4所述的一种土木工程用取样装置，其特征为，钻头的顶部为上小下大的圆台形结构。

6.如权利要求5所述的一种土木工程用取样装置，其特征为，调节腔中水平的设有定位板，定位板位于第二齿轮的上方。

7.如权利要求6所述的一种土木工程用取样装置，其特征为，取样装置还包括样品收集箱。

8.如权利要求7所述的一种土木工程用取样装置，其特征为，样品收集箱包括箱体，箱体的底部设有万向轮，箱体的顶部设有进样口，箱体的外壁上可上下移动的设有导向槽，取样装置可下上而下的插入导向槽中。

9.使用如权利要求8所述的取样装置的取样方法，其特征为，步骤如下：

1)将取样装置移动至需要取样的区域；

2)通过提升机控制取样机构整体向下移动、装置钻头与土壤表层相接触；

3)通过第一电机驱动回转平台移动、从而使取样机构旋转，取样机构旋转的过程中、提升机控制取样机构继续向下移动至所需取样的土层深度；

4)第一电机停止旋转，提升机停止工作；

5)第二电机驱动钻头旋转、同时第三电机驱动钻头向下挖掘，直至限位组件移动至取样槽的开口处，挖掘过程中产生的土壤堆积在钻头上方；

6)第一液压缸推动取样机构壳体向下移动，同时第三电机控制钻头向上移动，从而将土壤转移至取样槽中；

7)将取样机构向上移动至土壤表面的上方，将样品收集箱移动至取样机构的下方；

8)向上提升导向槽，使取样机构插入导向槽中，通过第三电机驱动钻头向下移动，土壤自进样口转移进入箱体中。